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解士杰，尹笋，高琨 著

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• 固体物理
• 有机材料
• 凝聚态物理
• 材料科学
• 物理学
• 半导体
• 电子结构
• 分子物理
• 晶体结构
• 能带理论

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030356178

版次：1

商品编码：11107365

包装：平装

丛书名： 现代物理基础丛书

开本：16开

出版时间：2012-09-01

用纸：胶版纸

页数：290

正文语种：中文

内容简介

　　 《有机固体物理》主要阐述有机分子及其固体的结构和力学、电学、磁学、光学等物理性质，涉及当前在有机固体物理中一些成熟的理论图像，并论述了相关前沿研究现状. 本书共分九章. 第一章概述固体物理一般概念和问题；第二章简述有机分子及其固体的结构；第三至第七章为有机固体中的元激发和导电、光学、磁学等特性；第八章为生物大分子物理简介；第九章则介绍全碳材料，例如碳纳米管、富勒烯和石墨烯等材料的性质. 《有机固体物理》可供凝聚态物理及相关领域的研究人员参考，也可作为大专院校的高年级本科生或研究生的教材或参考书.

目录

前言
第一章 固体物理概述
1.1 固体结构
1.1.1 固体的点阵结构
1.1.2 固体的结合
1.2 晶格振动
1.2.1 晶格振动理论
1.2.2 声子
1.2.3 固体比热
1.3 固体电子论
1.3.1 自由电子近似
1.3.2 布洛赫定理
1.3.3 近自由电子近似
1.3.4 紧束缚近似
1.4 固体导电理论
1.4.1 玻尔兹曼输运方程
1.4.2 金属导电理论
1.4.3 半导体导电理论
1.4.4 跃迁电导
1.5 固体的磁性
1.5.1 抗磁性
1.5.2 顺磁性
1.5.3 铁磁性
1.5.4 反铁磁性
1.5.5 亚铁磁性
1.5.6 巡游电子的磁性，斯通纳（Stoner）判据
1.6 固体的维度效应
参考文献

第二章 有机固体结构
2.1 碳原子成键理论
2.2 分子间的相互作用
2.3 有机小分子
2.3.1 小分子的合成
2.3.2 小分子的基本化学性质
2.4 导电高分子
2.4.1 高分子的合成
2.4.2 聚乙炔的合成
2.4.3 高分子的基本化学性质
2.4.4 共聚物
2.5 有机固体结构
2.5.1 小分子点阵结构
2.5.2 高分子的取向性
2.5.3 有机薄膜
2.6 有机固体各向异性
参考文献

第三章 有机固体中的极化子
3.1 有机小分子中的极化子
3.1.1 极化子的一般图像
3.1.2 有机小分子中的极化子
3.2 有机分子晶体模型
3.3 有机高分子模型
3.3.1 高分子链的紧束缚模型（SSH模型）
3.3.2 连续介质模型（TLM模型）
3.3.3 PPP 模型
3.3.4 实坐标空间模型
3.3.5 声子化模型
3.4 高分子的二聚化
3.4.1 一维体系的Peierls不稳定性
3.4.2 高分子的基态
3.5 电荷密度波与自旋密度波
3.6 孤子、极化子和双极化子
3.6.1 孤子
3.6.2 极化子和双极化子
3.7 有机分子振动理论
3.7.1 有机分子的光谱结构
3.7.2 振动理论
参考文献

第四章 有机固体中的激子
4.1 激子的一般图像
4.2 高分子中的激子和双激子
4.3 激子的产生过程
4.4 激子的极化
4.5 激子的扩散与解离
参考文献

第五章有机固体的导电性
5.1 有机固体电荷输运的一般理论
5.2 有机小分子固体的导电性
5.3 有机固体导电理论
5.3.1 隧穿理论
5.3.2 跃迁理论
5.3.3 扩散理论
5.4 有机高分子的极化子动力学理论
5.5 极化子的形成与解离
5.5.1 有机半导体的电荷注入
5.5.2 极化子形成动力学
5.5.3 极化子的解离
5.5.4 极化子的链间运动
5.6 有机场效应晶体管
5.7 有机超导体
参考文献

第六章 有机固体的光学特性
6.1 有机固体的红外与拉曼特性
6.1.1 红外光谱及拉曼光谱
6.1.2 聚乙炔的光谱性质
6.2 有机固体的发光特性
6.2.1 有机固体发光
6.2.2 有机固体发光的基本图像
6.3 有机发光器件
6.3.1 OLED 的结构
6.3.2 OLED 发光的基本原理
6.3.3 OLED 的发光效率
6.3.4 OLED 应用前景
6.4 有机太阳能电池
6.4.1 固体中的光伏特性
6.4.2 有机光伏器件
6.4.3 有机光伏器件应用前景
6.5 有机半导体激光器
参考文献

第七章 有机自旋电子学
7.1 自旋相互作用
7.2 有机磁性分子
7.3 有机磁性分子理论
7.4 有机磁性分子器件
7.5 有机自旋器件
7.5.1 实验概述
7.5.2 有机自旋阀的隧穿理论
7.6 有机器件自旋极化的扩散理论
7.7 有机器件自旋极化的量子理论
7.7.1 自旋极化注入
7.7.2 极化子自旋动力学
7.8 有机磁场效应
7.8.1 有机磁场效应（OMFE）
7.8.2 有机磁电阻（OMR）
7.9 有机磁场效应机理
7.9.1 极化子对机制
7.9.2 激子与极化子淬灭机制
7.9.3 双极化子机制
7.9.4 磁致跃迁理论
7.9.5 有机磁电阻理论
参考文献

第八章 生物大分子物理
8.1 生物大分子简介
8.1.1 蛋白质分子
8.1.2 DNA 分子
8.2 生物分子的稳定性
8.2.1 蛋白质分子动力学模型
8.2.2 蛋白质折叠
8.2.3 DNA 分子力学特性
8.3 DNA 分子的电荷输运性质
8.3.1 实验研究进展
8.3.2 理论研究进展
8.3.3 DNA 分子模型
8.4 DNA 输运的变电子数模型
8.5 DNA 分子的极化子理论
8.5.1 一维紧束缚模型下的极化子图像
8.5.2 三维紧束缚模型下的极化子图像
8.5.3 Peyrard-Bishop-Holstein模型下的极化子图像
8.5.4 双极化子图像
8.5.5 螺旋结构对极化子动力学的影响
8.6 DNA 分子器件的磁场效应
8.7 DNA 的光激发
参考文献

第九章 全碳材料
9.1 碳家族概述
9.2 碳团簇
9.2.1 碳团簇的种类
9.2.2C60的结构和性能
9.3 碳纳米管
9.4 石墨烯
9.4.1 石墨烯的制备
9.4.2 石墨烯的奇特性质
9.5 石墨烯纳米条带
9.5.1 石墨烯纳米条带的制备
9.5.2 石墨烯纳米条带的电子结构性质
9.5.3 锯齿边界石墨烯纳米带的磁性
9.6 金刚石
参考文献
《现代物理基础丛书》已出版书目

精彩书摘

　　第一章固体物理概述
　　本章将回顾固体物理中对于晶体的描述和认识.有机固体是固体的一种，因此对有机固体的很多描述手段和认识脱胎于（无机）固体物理.本章将从固体结构、晶格振动、电子性质、电磁性质以及维度性几个方面予以介绍.
　　1.1 固体结构
　　固体包含有大量原子或离子，数目以摩尔数（1023）计算.如此大量的原子或离子在微观上是按照一定的方式排列组合在一起的，其微观排列组合方式就是固体的结构.固体的宏观性质由微观结构和性质决定.固体的微观结构可以从固体的点阵结构和固体的结合两方面来分析.前者关注所有原子的相对位置，后者关注原子或离子之间的联系.
　　1.1.1 固体的点阵结构
　　固体按照点阵结构的有序性可以分为晶体和非晶体两大类.晶体中的原子排列具有周期性，也叫做长程有序.而非晶体则不具有长程有序的性质.1984年，人们又提出了介于晶体和非晶体之间的新状态，称作准晶态.对于晶体结构的研究可以追溯到两个世纪以前，而深入、系统的研究则始于X射线晶体衍射的发现.通过X射线手段人们证明晶体由原子通过周期性排列组成.
　　为了研究晶体的点阵结构，可以将空间重复的原子团单元抽象为几何的点，这些点构成为晶格，这些原子团称为原胞.图1.1.1给出了常见的立方晶格结构示意图.结构的周期性意味着平移一个确定的矢量，可以得到完全相同的晶格排列.在三维晶体中，我们通过平移矢量（.a1，.a2，.a3）的整数倍来表征所有原子的位置，其中三个矢量.a1，.a2，.a3称为三个基矢.原胞是最小的重复单元.但有时候为了反映晶格的周期性，常取原胞的几倍作为重复单元，叫做单胞.如图1.1.1所示，三维简单立方格子就是原胞，但是体心立方和面心立方格子却不是原胞，而是单胞.所有格点的位置可以通过下式给出：
　　R=ma1+na2+p.a3
　　其中， m，n，p 为整数.
　　图1.1.1简单立方、体心立方和面心立方晶格示意图
　　对于一个给定的晶格，可以定义一个倒格子，形成所谓的倒易空间.对于具有平移矢量（.a1，.a2，.a3）的三维晶格来说，倒格子的基矢定义为
　　b 1 =2π
　　.a2 × .a3
　　（1.1.1）
　　.a1
　　.a2 × .a3
　　·
　　b 2 =2π
　　.a3 × .a1
　　（1.1.2）
　　.a1
　　.a2 × .a3
　　·
　　b 3 =2π
　　.a1 × .a2
　　（1.1.3）
　　.a1
　　.a2 × .a3
　　·
　　倒易空间中的所有倒格矢则可以用（.b1，.b2，.b3）来表示：
　　G.= h.b1 + k.b2 + l.b3（1.1.4）
　　其中， h，k，l 为整数.
　　倒易空间中的元胞可以由Wigner-Seitz晶胞来表示.Wigner-Seitz晶胞定义为所选取的格点向最近的倒易格点的连线的垂直平分面包围的体积.倒易空间中的Wigner-Seitz晶胞也叫做第一布里渊区.在第一布里渊区边界上电子存在反射，这是造成带隙的原因.
　　表1.1.1七大晶系与相应的Bravais点阵
　　晶系 单胞基矢的特性 Bravais格子 所属点阵
　　三斜晶系单斜晶系正交晶系 .a1.=.a2.=.a3，夹角不等.a1.=.a2.=.a3，.a2⊥.a1，.a3.a1.=.a2.=.a3，.a1⊥.a2⊥.a3 简单三斜简单单斜、底心单斜简单正交，底心正交，体心正交，面心正交 C1，C2C2，Cs，C2hD2，C2v，D2h
　　三角晶系.a1 = .a2 = .a3 三角C3，C3i，D3，C3v， α = β = γ = 90. < 120. D3d
　　.a1=.a2=.a3C4，C4h，D4，C4v
　　四方晶系α = β = .γ .= 90. 简单四方，体心四方D4h，S4，D2d
　　六角晶系 .a1=.a2.=.a3，.a3⊥.a1，.a2 六角 C6，C6h，D6，C3v
　　γ = 120. D6h，C3h，D2h
　　立方晶系 .a1=.a2=.a3α=β=γ=90. 简单立方，体心立方，面心立方 T，Th，Td，O，Oh
　　1.1 固体结构3
　　……
　　晶体可以通过晶格平移或者绕某格点的特殊转动与其自身重合，其中的平移对称性通过选取单胞体现，而绕格点的转动对称性要求平移矢量的方向有一定的限制.可以通过这些限制对点阵进行分类，叫做Bravais点阵.三维情况下晶体分为七大晶系，14种Bravais点阵.假设.a1，.a2，.a3间的夹角分别为∠.a1.a2=α，∠.a2.a3=β，∠.a3.a1=γ，七大晶系有如表1.1.1的性质。
　　……

前言/序言

凝聚态物质的拓扑世界：从晶体对称性到量子霍尔效应 书籍简介 本书旨在深入探讨凝聚态物理学中一个引人入胜且发展迅速的领域——拓扑物态。它系统地梳理了经典晶体物理中的对称性原理，并在此基础上，逐步引入现代物理对拓扑概念的深刻理解，最终聚焦于一系列具有非平凡拓扑性质的材料系统及其奇特电学、磁学和光学行为。 第一部分：晶体对称性的基石 本书伊始，我们将回顾凝聚态物理的传统基石——晶体结构与对称性理论。我们首先详细阐述了布拉菲点阵的分类、米勒指数的意义以及晶体衍射的物理图像，为理解材料的宏观性质奠定结构基础。 随后，重点将放在群论在晶体物理中的应用。我们将详尽讨论空间群、点群以及不可约表示的概念。通过对这些数学工具的剖析，读者将能掌握如何根据晶体的对称性来预测其本征能带结构、判定费米能级附近的简并性，并理解对称性在电子输运、铁电性与压电性等现象中的决定性作用。特别地，我们将探讨时间反演对称性、空间反演对称性以及它们在电子态保护中的关键角色。晶体场理论的建立，将帮助读者理解过渡金属离子或稀土离子在晶格环境下的能级分裂和磁矩的取向。 第二部分：从能带到拓扑不变量 在理解了周期性势场下的电子行为后，本书将视角转向更抽象的拓扑概念。我们首先复习了布洛赫定理和能带结构的形成，着重分析了狄拉克点、范霍夫奇点等关键特征的物理意义。 拓扑学概念的引入是本书的核心转折点。我们将从数学上定义拓扑不变量，并将其与物理系统的性质联系起来。本书将侧重于介绍贝里相位（Berry Phase）——这一几何相位在电子运动中的核心地位。通过对能带色散关系进行积分，我们将推导出贝里曲率，并解释其如何在影响电子的有效质量和动量空间运动轨迹。例如，我们将详细讨论在二维系统（如石墨烯）中，狄拉克锥附近的电子如何表现出“手性”的动量锁定，这与经典运动学描述的显著差异。 第三部分：拓扑绝缘体与拓扑半金属 本书的第三部分将聚焦于拓扑物态的实际范例。 拓扑绝缘体（TIs）的讨论将从二维系统（量子自旋霍尔效应）开始。我们将深入解析由克莱因-拉松（Kane-Mele）模型或Marburg模型所描述的系统，阐明时间反演对称性如何保护边缘态。读者将理解为何在拓扑绝缘体的体态是绝缘的，而其边界却能导电，且这些导电通道的拓扑保护使其对无序散射具有极强的鲁棒性。 随后，我们将扩展到三维拓扑绝缘体，讨论其边界上的狄拉克锥表面态。这部分内容将涉及更复杂的对称性分析，包括如何利用对称性来区分不同类型的拓扑非平凡相。 拓扑半金属的介绍将涵盖狄拉克半金属和外尔半金属（Weyl Semimetals, WSMs）。我们将详述外尔费米子的引入如何打破时间反演或空间反演对称性，以及这些对称性破缺如何导致能带在布里渊区中分离出成对的外尔点。本书将重点分析外尔点如何产生无虫洞的费米弧（Fermi Arcs）——一种仅存在于材料表面的独特激发态，并通过实验观测到的磁致旋光效应（Chiral Anomaly）来佐证外尔费米子的存在。 第四部分：拓扑与磁性：磁性拓扑材料 在传统拓扑材料主要依赖强自旋轨道耦合（SOC）的基础上，本书将专门开辟章节探讨磁性如何与拓扑概念结合，催生出更丰富的物理现象。 我们将研究磁性拓扑绝缘体，探讨在其中引入磁序（如铁磁性）后，如何导致时间反演对称性破缺，从而可能出现量子反常霍尔效应（QAHE），即无需外加磁场即可观察到量子霍尔效应的现象。 此外，本书还将深入探讨磁性拓扑外尔半金属。我们将分析磁结构（如反铁磁性或铁磁性）如何影响外尔点的形成和拓扑荷的分布。读者将学习如何通过调节磁耦合强度，在绝缘态、拓扑绝缘态和外尔半金属态之间进行调控，展现磁性在拓扑物态工程中的巨大潜力。 第五部分：拓扑超导与马约拉纳费米子 本书的收官部分将聚焦于拓扑超导现象及其核心——马约拉纳费米子（Majorana Fermions）。我们将从BCS理论出发，介绍超导态的拓扑性质，并阐明马约拉纳费米子作为自身反粒子（Majorana zero modes）的独特属性。 重点将放在如何通过拓扑绝缘体/传统超导体异质结或低维纳米线等实验体系中寻找这些准粒子激发。本书将详细讨论马约拉纳零能模在拓扑量子计算中的潜在应用，包括它们作为非阿贝尔任意子的独特交换性质，这对于构建容错量子比特至关重要。 总结 《凝聚态物质的拓扑世界》不仅是一部关于前沿物理的综述，更是一本结构严谨的教材，它将复杂的数学工具与前沿的实验观测紧密结合，为物理、材料科学及相关工程领域的研究人员和高年级本科生/研究生提供了一个全面而深入的视角，以理解和探索下一代功能材料的内在奥秘。本书强调的是从结构对称性到电子几何性质的深刻转变，预示着凝聚态物理学正迈入一个以拓扑保护为特征的新时代。

评分☆☆☆☆☆

最近偶然翻到一本《量子纠缠的奇妙世界》，刚翻了几页就被深深吸引了。作者以非常生动形象的比喻，将那些抽象的物理概念解释得清晰易懂，简直就像在听一场引人入胜的科学故事。书中穿插了许多历史上的著名实验和伟大的科学家们为了理解量子现象所付出的艰辛探索，读来让人不禁感叹科学的魅力和人类智慧的光辉。特别是关于贝尔不等式以及后续实验的论述，让我第一次真正理解了宏观世界与量子世界之间那令人匪夷所思的差异。作者在阐述 EPR 佯谬时，并没有停留在理论层面，而是深入浅出地分析了它对我们理解现实世界本质的挑战，以及后续物理学家们是如何一步步走向“量子力学是非局域性的”这一颠覆性结论的。虽然我本身并非物理专业出身，但这本书让我对这个曾经遥不可及的领域产生了浓厚的兴趣，甚至开始主动去查阅一些相关的资料，尝试着去理解那些更加复杂的数学推导。总的来说，这是一本非常棒的科普读物，它不仅普及了知识，更点燃了我对科学探索的热情，强烈推荐给所有对宇宙奥秘充满好奇的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

我的书架上新添了一本《能源的未来：可持续发展的挑战与机遇》。这本书以一种非常宏大且深刻的视角，审视了当前全球能源格局所面临的严峻挑战，以及通往可持续未来的多种可能路径。作者对气候变化与能源消耗之间的关联分析得鞭辟入里，引用了大量详实的数据和权威的研究报告，让我清晰地认识到能源转型已非可选项，而是关乎人类存亡的必然。书中对各种新能源技术，如太阳能、风能、氢能、核能等，都进行了深入的介绍和分析，不仅阐述了它们各自的优势与局限，还探讨了它们在技术成熟度、经济可行性以及环境影响等方面的综合评估。我尤其欣赏书中关于能源储存技术发展的篇章，认识到高效、安全的储能手段是实现高比例可再生能源接入的关键瓶颈。此外，作者还对智能电网、能源效率提升以及负碳技术等前沿领域进行了展望，为我们描绘了一个充满挑战但也孕育着无限机遇的能源未来。这本书不仅让我对能源问题有了更全面的认识，更激发了我对如何参与构建清洁能源未来的思考。

评分☆☆☆☆☆

我手边这本《天体物理学概论》简直是开启我宇宙探索之旅的金钥匙。这本书的编排非常合理，从最基础的恒星形成讲起，逐步深入到星系的演化，再到宇宙的起源和结构，脉络清晰，层层递进。作者在描述黑洞时，没有使用过于晦涩的物理语言，而是通过类比和生动的插图，让我得以窥探其神秘的面纱，比如它那被称为“事件视界”的边界，一旦跨越便有去无回的绝望感，以及引力如何扭曲时空，连光都无法逃脱。书中对于宇宙大爆炸理论的阐述也极为到位，从最初的奇点，到暴胀，再到物质的冷却和结构的形成，每一个阶段都描绘得如同史诗般壮丽。我尤其喜欢书中关于暗物质和暗能量的章节，虽然这些概念的本质依然扑朔迷离，但作者却非常巧妙地将目前观测到的证据和理论模型娓娓道来，让我对接下来的科学研究方向有了更清晰的认识。读这本书的过程中，我常常会被那些宏大的尺度和悠久的时间所震撼，感觉自己渺小如尘埃，却又因为能理解这些宇宙的宏伟而感到一丝自豪。它让我意识到，我们所处的这个宇宙，远比我们想象的要奇妙和广阔得多。

评分☆☆☆☆☆

最近刚读完一本《仿生学：自然的智慧》，这本书给我带来了前所未有的启发。它不像一些技术性的书籍那样，只是简单罗列技术细节，而是从一个更宏观的视角，去审视自然界中各种生物的生存智慧，以及人类如何从中汲取灵感，创造出更高效、更环保的技术。书中对“模仿”的定义非常宽泛，不仅仅是简单的复制，更是一种对自然界解决问题方式的深刻理解和创新应用。我特别印象深刻的是关于“荷叶效应”的章节，作者详细介绍了荷叶表面特殊的微观结构如何使其具备超疏水和自清洁的特性，以及由此衍生出的防水涂层、纳米材料等一系列革新性技术。还有关于鸟类飞行原理的分析，它如何通过优化的翼型设计和灵活的骨骼结构来达到高超的飞行能力，为飞机设计提供了无数宝贵的灵感。这本书让我重新审视了身边的一切，原来那些看似平凡的自然现象，都蕴含着如此精妙的设计和深刻的道理。它不仅提升了我对科学技术的认知，更让我对自然界充满了敬畏和好奇。

评分☆☆☆☆☆

我最近在阅读一本名为《复杂系统的动力学》的书籍。这本书以其独特的视角，探讨了从宏观经济到微观生物，再到社会网络等各种看似毫不相关的系统，其背后可能存在的共同的、底层的动力学原理。作者在解释“涌现”这一概念时，运用了大量的生动案例，比如蚂蚁群体如何通过简单的个体互动，最终形成复杂的觅食路线和巢穴结构，而没有一个中央指挥者。我对书中关于“蝴蝶效应”的章节尤为着迷，它深刻地揭示了在一个混沌系统中，微小的初始扰动可能在后续发展中被无限放大，最终导致截然不同的结果。作者还详细介绍了各种建模工具和分析方法，例如相空间、吸引子、分形几何等，虽然其中一些数学概念对我而言还比较陌生，但作者始终保持着清晰的逻辑和易于理解的语言，力求让读者能够把握住核心思想。这本书让我对“秩序与混乱”的关系有了新的认识，它教会我如何在看似随机的现象中寻找规律，又如何在有规律的系统中预见不确定性。

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这本书内容编排得很系统，很细致，解老师的新书，拜读一下~

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很好的书，非常值得一读

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很难买到

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书收到就有破损，反正是工作用，懒得换了。